અલ્ટ્રાસોનિકેશન દ્વારા સમાન રીતે વિખેરાયેલા CNTs
કાર્બન નેનોટ્યુબ્સ (CNTs) ની અસાધારણ કાર્યક્ષમતાઓનો ઉપયોગ કરવા માટે, તેઓ એકરૂપ રીતે વિખેરાયેલા હોવા જોઈએ.
અલ્ટ્રાસોનિક ડિસ્પર્સર્સ એ CNT ને જલીય અને દ્રાવક-આધારિત સસ્પેન્શનમાં વિતરિત કરવા માટેનું સૌથી સામાન્ય સાધન છે.
અલ્ટ્રાસોનિક ડિસ્પર્સિંગ ટેક્નોલોજી સીએનટીને નુકસાન પહોંચાડ્યા વિના તેને સંપૂર્ણ રીતે અલગ કરવા માટે પૂરતી ઊંચી શીયર એનર્જી બનાવે છે.
કાર્બન નેનોટ્યુબનું અલ્ટ્રાસોનિક વિખેરવું
કાર્બન નેનોટ્યુબ્સ (CNTs) ખૂબ જ ઊંચો ગુણોત્તર ધરાવે છે અને નીચી ઘનતા તેમજ પ્રચંડ સપાટી વિસ્તાર (કેટલાક સો m2/g) દર્શાવે છે, જે તેમને ખૂબ જ ઊંચી તાણ શક્તિ, જડતા અને કઠિનતા જેવા અનન્ય ગુણધર્મો આપે છે. ઉચ્ચ વિદ્યુત અને થર્મલ વાહકતા. વાન ડેર વાલ્સ દળોને કારણે, જે સિંગલ કાર્બન નેનોટ્યુબ્સ (CNTs) ને એકબીજા તરફ આકર્ષે છે, CNT સામાન્ય રીતે બંડલ અથવા સ્કીનમાં ગોઠવાય છે. આકર્ષણના આ આંતર-પરમાણુ બળો π-સ્ટેકિંગ તરીકે ઓળખાતા નજીકના નેનોટ્યુબ વચ્ચેના π-બોન્ડ સ્ટેકીંગ ઘટના પર આધારિત છે. કાર્બન નેનોટ્યુબ્સમાંથી સંપૂર્ણ લાભ મેળવવા માટે, આ સમૂહોને વિખરાયેલા હોવા જોઈએ અને અને CNTs સમાનરૂપે વિતરિત થવું જોઈએ. તીવ્ર અલ્ટ્રાસોનિકેશન પ્રવાહીમાં એકોસ્ટિક પોલાણ બનાવે છે. ત્યાંથી પેદા થયેલ સ્થાનિક શીયર સ્ટ્રેસ CNT એગ્રીગેટ્સને તોડે છે અને એક સમાન સસ્પેન્શનમાં એકસરખી રીતે વિખેરી નાખે છે. અલ્ટ્રાસોનિક ડિસ્પર્સિંગ ટેક્નોલોજી સીએનટીને નુકસાન પહોંચાડ્યા વિના તેને સંપૂર્ણ રીતે અલગ કરવા માટે પૂરતી ઊંચી શીયર એનર્જી બનાવે છે. સંવેદનશીલ SWNTs માટે પણ sonication સફળતાપૂર્વક તેમને વ્યક્તિગત રીતે છૂટા કરવા માટે લાગુ કરવામાં આવે છે. અલ્ટ્રાસોનિકેશન ફક્ત વ્યક્તિગત નેનોટ્યુબને વધુ અસ્થિભંગ કર્યા વિના SWNT એગ્રીગેટ્સને અલગ કરવા માટે પૂરતું તણાવ સ્તર પહોંચાડે છે (Huang, Terentjev 2012).
- સિંગલ-વિખરાયેલા CNTs
- સજાતીય વિતરણ
- ઉચ્ચ વિક્ષેપ કાર્યક્ષમતા
- ઉચ્ચ CNT લોડિંગ્સ
- કોઈ CNT ડિગ્રેડેશન નથી
- ઝડપી પ્રક્રિયા
- ચોક્કસ પ્રક્રિયા નિયંત્રણ
CNT વિક્ષેપ માટે ઉચ્ચ-પ્રદર્શન અલ્ટ્રાસોનિક સિસ્ટમ્સ
Hielscher Ultrasonics CNTs ના કાર્યક્ષમ વિક્ષેપ માટે શક્તિશાળી અને વિશ્વસનીય અલ્ટ્રાસોનિક સાધનો પૂરા પાડે છે. શું તમારે વિશ્લેષણ માટે નાના CNT નમૂનાઓ તૈયાર કરવાની જરૂર છે અને આર&ડી અથવા તમારે મોટા ઔદ્યોગિક લોટ બલ્ક ડિસ્પર્સન્સનું ઉત્પાદન કરવું પડશે, Hielscher ની પ્રોડક્ટ રેન્જ તમારી જરૂરિયાતો માટે આદર્શ અલ્ટ્રાસોનિક સિસ્ટમ પ્રદાન કરે છે. થી 50W અલ્ટ્રાસોનિકેટર્સ સુધીની લેબ માટે 16kW ઔદ્યોગિક અલ્ટ્રાસોનિક એકમો વ્યાપારી ઉત્પાદન માટે, Hielscher Ultrasonics એ તમને આવરી લીધું છે.
ઉચ્ચ-ગુણવત્તાવાળા કાર્બન નેનોટ્યુબ વિક્ષેપ પેદા કરવા માટે, પ્રક્રિયાના પરિમાણો સારી રીતે નિયંત્રિત હોવા જોઈએ. કંપનવિસ્તાર, તાપમાન, દબાણ અને રીટેન્શન સમય એ એક સમાન CNT વિતરણ માટે સૌથી મહત્વપૂર્ણ પરિમાણો છે. Hielscher ના અલ્ટ્રાસોનિકેટર્સ માત્ર દરેક પેરામીટરના ચોક્કસ નિયંત્રણ માટે જ મંજૂરી આપતા નથી, બધા પ્રક્રિયા પરિમાણો આપોઆપ Hielscherની ડિજિટલ અલ્ટ્રાસોનિક સિસ્ટમ્સના સંકલિત SD કાર્ડ પર રેકોર્ડ થાય છે. દરેક સોનિકેશન પ્રક્રિયાનો પ્રોટોકોલ પુનઃઉત્પાદન પરિણામો અને સુસંગત ગુણવત્તાની ખાતરી કરવામાં મદદ કરે છે. રિમોટ બ્રાઉઝર કંટ્રોલ દ્વારા વપરાશકર્તા અલ્ટ્રાસોનિક સિસ્ટમના સ્થાન પર રહ્યા વિના અલ્ટ્રાસોનિક ઉપકરણનું સંચાલન અને નિરીક્ષણ કરી શકે છે.
સિંગલ-વોલ્ડ કાર્બન નેનોટ્યુબ્સ (SWNTs) અને મલ્ટી-વોલ્ડ કાર્બન નેનોટ્યુબ્સ (MWNTs) તેમજ પસંદ કરેલ જલીય અથવા દ્રાવક માધ્યમને ચોક્કસ પ્રક્રિયાની તીવ્રતાની જરૂર હોવાથી, અંતિમ ઉત્પાદનની વાત આવે ત્યારે અલ્ટ્રાસોનિક કંપનવિસ્તાર એ એક મુખ્ય પરિબળ છે. Hielscher અલ્ટ્રાસોનિક્સ’ ઔદ્યોગિક અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોસેસર્સ ખૂબ ઊંચા તેમજ ખૂબ જ હળવા કંપનવિસ્તાર આપી શકે છે. તમારી પ્રક્રિયા જરૂરિયાતો માટે આદર્શ કંપનવિસ્તાર સ્થાપિત કરો. 200µm સુધીના કંપનવિસ્તાર પણ સતત 24/7 ઓપરેશનમાં સરળતાથી ચલાવી શકાય છે. ઉચ્ચ કંપનવિસ્તાર માટે, કસ્ટમાઇઝ્ડ અલ્ટ્રાસોનિક સોનોટ્રોડ્સ ઉપલબ્ધ છે. Hielscher ના અલ્ટ્રાસોનિક સાધનોની મજબૂતાઈ ભારે ફરજ પર અને માંગવાળા વાતાવરણમાં 24/7 કામગીરી માટે પરવાનગી આપે છે.
અમારા ગ્રાહકો Hielscher Ultrasonic ની સિસ્ટમ્સની ઉત્કૃષ્ટ મજબૂતાઈ અને વિશ્વસનીયતાથી સંતુષ્ટ છે. હેવી-ડ્યુટી એપ્લિકેશનના ક્ષેત્રોમાં ઇન્સ્ટોલેશન, માંગવાળા વાતાવરણ અને 24/7 કામગીરી કાર્યક્ષમ અને આર્થિક પ્રક્રિયાને સુનિશ્ચિત કરે છે. અલ્ટ્રાસોનિક પ્રક્રિયા તીવ્રતા પ્રક્રિયા સમય ઘટાડે છે અને વધુ સારા પરિણામો પ્રાપ્ત કરે છે, એટલે કે ઉચ્ચ ગુણવત્તા, ઉચ્ચ ઉપજ, નવીન ઉત્પાદનો.
નીચે આપેલ કોષ્ટક તમને અમારા અલ્ટ્રાસોનિકેટર્સની અંદાજિત પ્રોસેસિંગ ક્ષમતાનો સંકેત આપે છે:
બેચ વોલ્યુમ | પ્રવાહ દર | ભલામણ કરેલ ઉપકરણો |
---|---|---|
05 થી 1.5 એમએલ | na | VialTweeter |
1 થી 500 મિલી | 10 થી 200 એમએલ/મિનિટ | UP100H |
10 થી 2000 એમએલ | 20 થી 400 એમએલ/મિનિટ | UP200Ht, UP400St |
0.1 થી 20L | 0.2 થી 4L/મિનિટ | UIP2000hdT |
10 થી 100 લિ | 2 થી 10L/મિનિટ | UIP4000hdT |
na | 10 થી 100L/મિનિટ | UIP16000 |
na | મોટા | નું ક્લસ્ટર UIP16000 |
અમારો સંપર્ક કરો! / અમને પૂછો!
સાહિત્ય / સંદર્ભો
- Biver T.; Criscitiello F.; Di Francesco F.; Minichino M.; Swager T.; Pucci A. (2015): MWCNT/Perylene bisimide Water Dispersions for Miniaturized Temperature Sensors. RSC Advances 5: 2015. 65023–65029.
- Chiou K.; Byun S.; Kim J.; Huang J. (2018): Additive-free carbon nanotube dispersions, pastes, gels, and doughs in cresols. PNAS Vol. 115, No. 22, 2018. 5703–5708.
- Huang, Y.Y:; Terentjev E.M. (2012): Dispersion of Carbon Nanotubes: Mixing, Sonication, Stabilization, and Composite Properties. Polymers 2012, 4, 275-295.
- Krause B.; Mende M.; Petzold G.; Pötschke P. (2010): Characterization on carbon nanotubes’ dispersability using centrifugal sedimentation analysis in aqueous surfactant dispersions. Conference paper ANTEC 2010, Orlando, USA, May 16-20 2010.
- Paredes J.I.; Burghard M. (2004): Dispersions of Individual Single-Walled Carbon Nanotubes of High Length. Langmuir 2004, 20, 5149-5152.
- Santos A.; Amorim L.; Nunes J.P.; Rocha L.A.; Ferreira Silva A.; Viana J.C. (2019): A Comparative Study between Knocked-Down Aligned Carbon Nanotubes and Buckypaper-Based Strain Sensors. Materials 2019, 12, 2013.
- Szelag M. (2017): Mechano-Physical Properties and Microstructure of Carbon Nanotube Reinforced Cement Paste after Thermal Load. Nanomaterials 7(9), 2017. 267.
જાણવા લાયક હકીકતો
કાર્બન નેનોટ્યુબ્સ
કાર્બન નેનોટ્યુબ્સ (CNTs) એક-પરિમાણીય કાર્બન સામગ્રીના વિશિષ્ટ વર્ગનો ભાગ છે, જે અસાધારણ યાંત્રિક, વિદ્યુત, થર્મલ અને ઓપ્ટિકલ ગુણધર્મો દર્શાવે છે. તેઓ નેનો-કમ્પોઝીટ, રિઇનફોર્સ્ડ પોલિમર વગેરે જેવા અદ્યતન નેનોમટેરિયલ્સના વિકાસ અને ઉત્પાદનમાં વપરાતા મુખ્ય ઘટક છે અને તેથી તેનો ઉપયોગ અદ્યતન તકનીકોમાં થાય છે. CNTs ખૂબ જ ઊંચી તાણ શક્તિ, શ્રેષ્ઠ થર્મલ ટ્રાન્સફર પ્રોપર્ટીઝ, લો-બેન્ડ ગેપ અને શ્રેષ્ઠ રાસાયણિક અને ભૌતિક સ્થિરતા દર્શાવે છે, જે નેનોટ્યુબને મેનીફોલ્ડ સામગ્રી માટે એક આશાસ્પદ ઉમેરણ બનાવે છે.
તેમની રચનાના આધારે, CNTS ને સિંગલ-વોલ્ડ કાર્બન નેનોટ્યુબ્સ (SWNTs), ડબલ-વોલ્ડ કાર્બન નેનોટ્યુબ્સ (DWCNTs), અને મલ્ટી-વોલ્ડ કાર્બન નેનોટ્યુબ્સ (MWNTs) માં અલગ પાડવામાં આવે છે.
SWNT એ એક અણુ-જાડી કાર્બન દિવાલમાંથી બનેલી હોલો, લાંબી નળાકાર નળીઓ છે. કાર્બનની અણુ શીટ હનીકોમ્બ જાળીમાં ગોઠવાયેલી છે. ઘણીવાર, તેમની કલ્પનાત્મક રીતે સિંગલ-લેયર ગ્રેફાઇટ અથવા ગ્રેફિનની રોલ્ડ-અપ શીટ્સ સાથે સરખામણી કરવામાં આવે છે.
DWCNT માં બે એકલ-દિવાલોવાળા નેનોટ્યુબનો સમાવેશ થાય છે, જેમાં એક બીજાની અંદર હોય છે.
MWNTs એ CNT સ્વરૂપ છે, જ્યાં બહુવિધ સિંગલ-દિવાલોવાળા કાર્બન નેનોટ્યુબ એકબીજાની અંદર રહે છે. તેમનો વ્યાસ 3-30 nm ની વચ્ચે હોવાથી અને તેઓ ઘણા સેમી લાંબા થઈ શકે છે, તેમનો પાસા રેશિયો 10 થી 10 મિલિયન વચ્ચે બદલાઈ શકે છે. કાર્બન નેનોફાઈબર્સની તુલનામાં, MWNTs પાસે એક અલગ દિવાલ માળખું, નાનો બાહ્ય વ્યાસ અને હોલો આંતરિક છે. સામાન્ય રીતે ઉપયોગમાં લેવાતા ઔદ્યોગિક રીતે ઉપલબ્ધ MWNT ના ટાઈપ છે દા.ત. Baytubes® C150P, Nanocyl® NC7000, Arkema Graphistrength® C100, અને FutureCarbon CNT-MW.
સીએનટીનું સંશ્લેષણ: CNT નું ઉત્પાદન પ્લાઝ્મા આધારિત સંશ્લેષણ પદ્ધતિ અથવા આર્ક ડિસ્ચાર્જ બાષ્પીભવન પદ્ધતિ, લેસર એબ્લેશન પદ્ધતિ, થર્મલ સંશ્લેષણ પ્રક્રિયા, રાસાયણિક વરાળ ડિપોઝિશન (CVD) અથવા પ્લાઝમા-ઉન્નત રાસાયણિક વરાળ ડિપોઝિશન દ્વારા કરી શકાય છે.
CNT નું કાર્યાત્મકકરણ: કાર્બન નેનોટ્યુબની લાક્ષણિકતાઓમાં સુધારો કરવા અને તેમને ચોક્કસ એપ્લિકેશન માટે વધુ યોગ્ય બનાવવા માટે, CNT ને ઘણી વખત કાર્યાત્મક બનાવવામાં આવે છે, દા.ત. કાર્બોક્સિલિક એસિડ (-COOH) અથવા હાઇડ્રોક્સિલ (-OH) જૂથો ઉમેરીને.
સીએનટી ડિસ્પર્સિંગ એડિટિવ્સ
સુપર એસિડ, આયનીય પ્રવાહી અને N-cyclohexyl-2-pyrrolidnone જેવા કેટલાક સોલવન્ટ્સ CNT ના પ્રમાણમાં ઉચ્ચ સાંદ્રતા ફેલાવવા માટે સક્ષમ છે, જ્યારે નેનોટ્યુબ માટે સૌથી સામાન્ય દ્રાવક, જેમ કે N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) ), dimethylformamide (DMF), અને 1,2-dichrolobenzene, માત્ર ખૂબ જ ઓછી સાંદ્રતામાં નેનોટ્યુબને વિખેરી શકે છે (દા.ત., સામાન્ય રીતે <0.02 wt% એક-દિવાલો CNT). સૌથી સામાન્ય વિક્ષેપ એજન્ટો પોલિવિનાઇલપાયરોલિડન (PVP), સોડિયમ ડોડેસીલ બેન્ઝીન સલ્ફોનેટ (SDBS), ટ્રાઇટોન 100, અથવા સોડિયમ ડોડેસીલ સલ્ફોનેટ (SDS) છે.
ક્રેસોલ્સ એ ઔદ્યોગિક રસાયણોનું એક જૂથ છે જે વજનના ટકા સુધીની સાંદ્રતામાં CNTs પર પ્રક્રિયા કરી શકે છે, પરિણામે પાતળું વિખેરવું, જાડા પેસ્ટ અને ફ્રી-સ્ટેન્ડિંગ જેલ્સમાંથી અભૂતપૂર્વ પ્લેડોફ જેવી સ્થિતિમાં સતત સંક્રમણ થાય છે, કારણ કે CNT લોડિંગ વધે છે. . આ રાજ્યો પોલિમર-જેવા રેયોલોજિકલ અને વિસ્કોએલાસ્ટિક ગુણધર્મો દર્શાવે છે, જે અન્ય સામાન્ય દ્રાવકો સાથે પ્રાપ્ય નથી, જે સૂચવે છે કે નેનોટ્યુબ ખરેખર ક્રેસોલમાં વિખરાયેલા અને બારીક વિખેરાયેલા છે. CNT ની સપાટીને બદલ્યા વિના, ગરમ અથવા ધોવા દ્વારા પ્રક્રિયા કર્યા પછી ક્રેસોલ્સ દૂર કરી શકાય છે. [ચીઉ એટ અલ. 2018]
CNT વિખેરવાની એપ્લિકેશનો
સીએનટીના ફાયદાઓનો ઉપયોગ કરવા માટે, તેને પોલિમર જેવા પ્રવાહીમાં વિખેરવામાં આવવું જોઈએ, સમાનરૂપે વિખરાયેલા સીએનટીનો ઉપયોગ વાહક પ્લાસ્ટિક, લિક્વિડ ક્રિસ્ટલ ડિસ્પ્લે, ઓર્ગેનિક લાઇટ-એમિટિંગ ડાયોડ, ટચ સ્ક્રીન, લવચીક ડિસ્પ્લે, સૌર કોષોના ઉત્પાદન માટે થાય છે. વાહક શાહી, સ્થિર નિયંત્રણ સામગ્રી, જેમાં ફિલ્મો, ફોમ્સ, ફાઇબર અને કાપડ, પોલિમર કોટિંગ્સ અને એડહેસિવ્સ, અસાધારણ યાંત્રિક શક્તિ અને કઠિનતા સાથે ઉચ્ચ પ્રદર્શન પોલિમર સંયોજનો, પોલિમર/CNT સંયુક્ત તંતુઓ, તેમજ હળવા અને એન્ટિસ્ટેટિક સામગ્રી.